مدل سازی عددی بررسی رفتار تونل کم عمق در زمین های ماسه ای تحکیم نیافته با مدل رفتاری هایپوپلاستیک

پیش بینی درست رفتار زمین حین حفاری تونل نسبت به آنچه در واقعیت اتفاق خواهد افتاد، یک امر بسیار پر چالش، به ویژه در تونل های شهری است. از طرفی هرقدر این پیش بینی سریع و بدون نیاز به صرف هزینه بیشتر باشد به مراتب باارزش تر خواهد بود. در مطالعه حاضر سعی شده است که کارایی مدل رفتاری هایپوپلاستیک برای پیش بینی نتایج حاصل از مدل سازی فیزیکی در آزمایشگاه موردبررسی قرار گیرد. برای این منظور، در این تحقیق رفتار محیط اطراف یک تونل در حال حفر در محیط ماسه ای با استفاده از مدل رفتاری هایپوپلاستیک شبیه سازی شده و خصوصیات مقاومتی خاک موردمطالعه بر اساس نتایج آزمایش سه محوره صحت سنجی شده است. هم زمان با شبیه سازی فرایند حفر تونل، مقادیر نشست سطح زمین و تغییرات تنش در خاک بالای تونل، به ازای مقادیر مختلف چگالی خاک و عمق تونل، اندازه گیری شده و نتایج با مدل سازی فیزیکی و روش تحلیلی مقایسه شد. نتایج این تحقیق مطابقت خوبی با نتایج مدل سازی فیزیکی و تئوری نشان می دهد. بر اساس نتایج این تحقیق، مدل رفتاری هایپوپلاستیک قابلیت پیش بینی رفتار خاک های دانه ای سست را دارد. همگرایی تونل منجر به آشفتگی میدان تنش اطراف تونل شده و بر اثر پدیده قوس زدگی خاک در اطراف تونل، توزیع تنش از حالت خطی خارج می شود. در شرایط یکسان، اگرچه با افزایش عمق تونل زون گسیخته بالای تونل گسترش می یابد، نشست سطح زمین کاهش پیدا می کند.

کلیدواژه ها:

تونل های کم عمق ، مدل هایپوپلاستیک ، مدل سازی عددی ، زون گسیخته بالای تونل